CN116177407A - 一种起重机应急救援控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种起重机应急救援控制方法及系统，系统包括检测装置、控制装置、人机交互装置和执行装置，检测装置用于对起重机系统工作所需要的全部状态进行检测，并将检测信息发送至控制装置，人机交互装置用于接收控制装置处理后的控制信息并显示，同时向控制装置发送控制信号，执行装置用于接收控制装置的执行信号并驱动起重机动作，控制装置用于起重机动作控制、安全限动、逻辑处理和数据记录存储。本发明能在出现故障限动时，在保证安全的前提下，继续完成前步动作。

Description

一种起重机应急救援控制方法及系统

技术领域

本发明涉及一种起重机应急救援控制方法及系统，属于起重机应急控制技术领域。

背景技术

起重机是工程建设中常用的生产设备，由于其工作环境恶劣，工况复杂，车身老化较快，零部件故障发生率较高。例如，在高振动、高电磁干扰、雨淋环境中，电控传感器易发生损坏，从而导致起重机发生限动故障，无法完成当前工作。由于起重作业的特殊性，该类故障会导致严重的后果，甚至出现安全风险。例如，由于停机故障限动，轻则导致无法在要求的期限内完成其中作业，造成经济损失；重则，由于吊物无法安全下方至地面，无法保证工作现场的安全性，在发生环境变化时（大风、地面震动），易引起折臂或者翻车故障。

举例来说：起重机伸臂控制流程为：拔缸销->检测到缸销解锁->扳动手柄找臂位->检测到臂位到位->手柄回中位->插缸销->拔臂销->检测到缸锁死，臂销解锁->扳动手柄开始伸缩动作。

以上过程中，若缸臂销传感器本身或者其配电线束发生故障，导致检测失效或者检测信号异常，起重机控制系统为保证起重作业安全性，通常在此情况下限制起重机伸缩动作。由此造成的问题是：(1)起重机无法完成当前操作；(2)吊物长时间处于空中，有安全风险。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种起重机应急救援控制方法及系统，解决了现有技术中因电控零部件本身或者其配电线束故障引起车辆限动，从而导致起重机在紧急状态下不能动作的问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种起重机应急救援控制方法，包括如下步骤：

判断起重机当前是否处于故障状态，是否需要进行应急救援操作，若处于故障状态且需要进行救援操作，则执行下步操作；

启动应急救援使能设置单元，激活应急救援使能信号；

启动应急救援功能设置单元，激活需要进行的应急救援子功能设置信号；

控制装置接受到使能和功能设置信号后，根据当前起重机自身状态和周围环境状态判断是否符合应急救援条件，若符合，则执行下步操作，否则控制装置反馈设置失败信号；

控制装置发射功能激活信号及对应的状态提示信号；

人机交互装置根据接收到功能激活信号及状态提示信号进行状态显示和声光预警；

控制装置进行逻辑运算，解除相关限动，屏蔽故障状态，指导执行装置执行起重机动作。

一种存储介质，存储介质用于存储程序指令，其程序指令用于执行前述的控制方法。

一种设备，包括存储介质、处理器以及存储在存储介质中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现前述的控制方法。

一种起重机应急救援控制系统，包括检测装置、控制装置、人机交互装置和执行装置；

检测装置用于对起重机系统工作所需要的全部状态进行检测，并将检测信息发送至控制装置；

人机交互装置用于接收控制装置处理后的控制信息并显示，同时向控制装置发送控制信号；

执行装置用于接收控制装置的执行信号并驱动起重机动作；

控制装置用于起重机动作控制、安全限动、逻辑处理和数据记录存储。

进一步地，前述检测装置包括伸缩检测装置、变幅检测装置、卷扬检测装置、回转检测装置、超起检测装置和塔臂检测装置。

进一步地，前述控制装置包括输入输出单元、逻辑处理单元、核心控制单元和存储单元；

输入输出单元用于接收检测装置或者人机交互装置发出信号，并向执行装置或人机交互装置发出信号；逻辑处理单元根据输入的各种数据进行逻辑运算；核心控制单元用于模型运算；存储单元用于记录信息存留。

进一步地，前述人机交互装置包括使能设置单元、功能设置单元、反馈提示单元 ；

使能设置单元用于发射使能信号，激活应急救援功能；功能设置单元用于进行应急救援功能中各子功能设置，用以紧急情况下的越权操作；反馈提示单元用于显示及反馈当前的实时工作状态及设置成功与否的信息。

进一步地，前述执行装置包括驱动起重机动作的泵、阀、马达和油缸。

本发明所达到的有益效果：

（1）本专利可用于应急放下重物。起重机检测元件故障时，由于限动，导致所吊重物长时间置于空中，对周围环境及工作人员存在安全隐患。采用本专利里所述方法，可在所述故障状态下将重物下放至地面，避免安全风险。

（2）本专利可以有效提高起重机维修效率。起重机检测元件故障时，通常需要快速收车，进而原地或者将起重机转移至安全场所进行故障排查。以往，通常采用现场对起重机故障系统拆卸检修的方式进行故障排查及恢复。起重机工作现场往往环境复杂，检修工具简单，导致维修效率低。本专利所述方法，可在所述故障下通过使用人机交互装置中的信号设置功能实现快速收车，有效提高维修效率，避免在起重机工作状态下拆卸机修，保护起重机维修人员的安全。

（3）本专利允许起重机在指定故障状态下完成当前紧急吊装工作任务，避免造成经济损失。起重机工作通常有具体要求的期限约束，一定期限的故障停机和维修将影响当前施工进度，造成较大的经济损失，引起客户抱怨。本专利可在预先评估安全性后，采用人机交互装置上的设置功能，完成紧急吊装任务，提升客户满意度，维护品牌形象。

附图说明

图1是本发明起重机电气故障快速救援系统；

图2是本发明人机交互系统界面示意图一；

图3是本发明人机交互系统界面示意图二；

图4是本发明应急救援交互流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一

本实施例公开了一种起重机应急救援控制系统，如图1所示，包括检测装置、控制装置、人机交互装置和执行装置。

其基本工作原理是：（1）正常情况下，检测装置实时检测各元件并向控制装置传送检测信号，控制装置根据检测结果，经数据解析及模型运算，控制执行装置进行动作。与此同时，控制装置将检测到的状态结果发送至人机交互装置上，用于进行状态显示；（2）发生故障时，即控制器检测到异常状态信息，控制执行装置限制相关元件的动作。此时，通过本系统，主动进行起重动作干预，控制装置经逻辑分析及模型解算后，若符合相关条件，可通过执行装置解除限动，允许起重机暂时恢复动作并运行至安全状态后进行维修。同时，无论是否允许解除限动，提示及反馈信息均显示在人机交互装置上。为避免发生安全风险，还通过声、光方式进行预警提示。

（1）检测装置为起重机系统工作所需要的全部状态检测装置，具体包括伸缩检测装置、变幅检测装置、卷扬检测装置、回转检测装置、超起检测装置、塔臂检测装置和其他检测装置。

其中，伸缩检测装置包括但不限于缸销检测开关、臂销检测开关、臂位检测开关、伸缩油缸长度传感器、伸缩油缸压力传感器、伸臂长度传感器、防过伸检测开关等；

变幅检测装置为起重机变幅系统工作所需要的全部状态检测装置，包括但不限于变幅角度传感器、变幅油缸长度传感器、变幅油缸压力传感器、变幅速度传感器等；

卷扬检测装置为起重机卷扬系统工作所需要的全部状态检测装置，包括但不限于高度保护器、三圈保护器、卷扬压力传感器等起重机状态检测装置；

回转检测装置为起重机回转系统工作所需要的全部状态检测装置，包括但不限于回转编码器、回转速度传感器、回转摆角传感器、回转压力传感器器等；

超起检测装置为起重机超起系统工作所需要的全部状态检测装置，包括但不限于超起张紧油缸长度传感器、超起卷扬编码器、超起拉力传感器、超起锁止开关传感器、超起展开角度传感器等；

塔臂检测装置为起重机塔臂系统工作所需要的全部检测装置，包括但不限于塔臂角度传感器、塔臂锁止检测开关、塔卷编码器等。

其他检测装置为起重机工作时的其他检测装置，包括但不限于操纵室辅助操作、配重辅助、臂头灯控制灯辅助操作相关的检测装置。

上述检测装置可能同时属于几个系统，例如高度限位器既用于卷扬系统上升到位检测，同时在变幅系统和伸缩系统中也可使用到。

（2）控制装置是指起重机上用于起重机动作控制、安全限动、逻辑处理、数据记录存储等的软硬件装置，包括输入输出单元、逻辑处理单元、核心控制单元、存储单元等。各单元以集成式或者分布式的方式存在于控制网络中，各单元可由一个或者多个相同或类似的模块构成。

输入输出单元用于接收检测装置或者人机交互装置发出信号，并向执行装置或人机交互装置发出信号；逻辑处理单元根据输入的各种数据进行逻辑运算；核心控制单元用于模型运算；存储单元用于记录信息存留。

控制装置的具体执行流程如下：控制装置通过输入输出单元接收检测装置或者人机交互装置发出信号，经逻辑处理单元数据处理后进入核心控制单元，在核心控制单元中进行模型运算后，通过输入输出单元发出信号控制执行装置动作并通知人机交互装置进行状态显示。同时，存储单元记录相应信息，确保起重作业安全及后续记录查验。

在本实施例中的控制装置中，进行以下控制逻辑及优先级限定，应急救援控制逻辑优先级高于普通控制逻辑，即若检测到需执行应急救援操作，则起重机放弃当前控制逻辑，转而执行应急救援逻辑。

（3）人机交互装置包括车身显示器、按键板、遥控器、手机、智能操作终端等具备显示和操控功能的终端设备，人机交互装置可通过有线或者无线方式介入起重控制网络，并且可接收同网络中其他装置发送的控制信息并显示，同时可向其他装置发送控制信号。在本实施例中，为确保起重作业安全性，人机交互装置包括使能设置单元、功能设置单元、反馈提示单元。其中，使能设置单元用于发射使能信号，激活应急救援功能；功能设置单元用于进行应急救援功能中各子功能设置，设置后可激活某一项起重动作，用以紧急情况下的越权操作；反馈提示单元用于显示及反馈当前的实时工作状态及设置成功与否的信息，包括功能激活与否以及当前使用的应急救援功能需要的安全注意事项等。

当起重机某一检测元件发生故障时，操纵步骤为：

3.1)人机交互装置启动使能设置单元，发送使能信号，激活应急救援功能；

3.2)人机交互装置启动控制设置单元，发送功能设置信号，用于激活应急救援系统中的任意子功能；

3.3)控制装置接收使能信号和功能设置信号，若符合设置条件，发送设置成功信号给人机交互装置；否则，发送设置失败信号给人机交互装置；

3.4)人机交互装置状态显示单元接收控制装置反馈的设置状态信号并显示；

3.5)控制装置根据设置信号内容重新进行起重机状态解算，将新的起重机检测状态信息发送给人机交互装置，同时，输出控制信息，指导执行装置动作；

3.6)人机交互装置进行新的状态信息显示。

（4）执行装置为可直接驱动起重机运动的相关装置，包括可驱动起重机动作的泵、阀、马达、油缸等。

上述各部件之间的连接可通过电气线路直接相连，也可以以车载以太网、CAN通讯网、无线网络等方式进行交互连接。

实施例二

本实施例涉及一种起重机应急救援控制方法，如图4所示：

起重机工作过程中，若检测到元件未发生故障，控制装置根据检测装置反馈的检测状态，指导执行装置进行起重机动作；若检测到元件发生故障，且应急救援功能已开启，则执行应急救援逻辑，根据当前工作需求，控制装置接收人机交互装置发射的命令信号控制执行装置，并进而指导起重机动作。注意：起重机在完成当前快速收车或者操作作业后，应尽快排查相关工作故障，避免更大的安全损害及操作风险。

起重机应急救援的控制流程，如下所述：

①人为判断起重机当前是否处于故障状态，是否需要进行应急救援操作。若需要进行救援操作，则转入步骤②；

②人机交互装置上启动应急救援使能设置单元，激活应急救援使能信号；

③人机交互装置上启动应急救援功能设置单元，激活需要进行的应急救援子功能设置信号；

④控制装置接受使能和功能设置信号，同时，根据当前起重机自身状态和周围环境状态判断是否符合应急救援条件，若符合，则转入步骤⑤，否则控制装置反馈设置失败信号，人机交互装置进行状态显示；

⑤控制装置发射功能激活信号及对应的状态提示信号；

⑥人机交互装置根据接收到功能激活信号及状态提示信号进行状态显示和声光预警及报警；

⑦控制装置进行逻辑运算，解除相关限动，屏蔽故障状态，允许执行装置执行起重机动作。

应理解，可由计算机程序指令实现附图中指定的功能。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在附图指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种起重机应急救援控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

判断起重机当前是否处于故障状态，是否需要进行应急救援操作，若处于故障状态且需要进行救援操作，则执行下步操作；

启动应急救援使能设置单元，激活应急救援使能信号；

启动应急救援功能设置单元，激活需要进行的应急救援子功能设置信号；

控制装置接受到使能和功能设置信号后，根据当前起重机自身状态和周围环境状态判断是否符合应急救援条件，若符合，则执行下步操作，否则控制装置反馈设置失败信号；

控制装置发射功能激活信号及对应的状态提示信号；

人机交互装置根据接收到功能激活信号及状态提示信号进行状态显示和声光预警；

控制装置进行逻辑运算，解除相关限动，屏蔽故障状态，指导执行装置执行起重机动作。

2.一种存储介质，所述存储介质用于存储程序指令，其特征在于，所述程序指令用于执行如权利要求1所述的控制方法。

3.一种设备，包括存储介质、处理器以及存储在所述存储介质中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1所述的控制方法。

4.一种起重机应急救援控制系统，其特征在于，包括检测装置、控制装置、人机交互装置和执行装置；

所述检测装置用于对起重机系统工作所需要的全部状态进行检测，并将检测信息发送至控制装置；

所述人机交互装置用于接收控制装置处理后的控制信息并显示，同时向控制装置发送控制信号；

所述执行装置用于接收控制装置的执行信号并驱动起重机动作；

所述控制装置用于起重机动作控制、安全限动、逻辑处理和数据记录存储。

5.根据权利要求4所述的一种起重机应急救援控制系统，其特征在于，所述检测装置包括伸缩检测装置、变幅检测装置、卷扬检测装置、回转检测装置、超起检测装置和塔臂检测装置。

6.根据权利要求4所述的一种起重机应急救援控制系统，其特征在于，所述控制装置包括输入输出单元、逻辑处理单元、核心控制单元和存储单元；

所述输入输出单元用于接收检测装置或者人机交互装置发出信号，并向执行装置或人机交互装置发出信号；所述逻辑处理单元根据输入的各种数据进行逻辑运算；所述核心控制单元用于模型运算；所述存储单元用于记录信息存留。

7.根据权利要求4所述的一种起重机应急救援控制系统，其特征在于，所述人机交互装置包括使能设置单元、功能设置单元、反馈提示单元；

所述使能设置单元用于发射使能信号，激活应急救援功能；所述功能设置单元用于进行应急救援功能中各子功能设置，用以紧急情况下的越权操作；所述反馈提示单元用于显示及反馈当前的实时工作状态及设置成功与否的信息。

8.根据权利要求4所述的一种起重机应急救援控制系统，其特征在于，所述执行装置包括驱动起重机动作的泵、阀、马达和油缸。

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